브릭을 이용한 GPU기반의 가속화된 광선투사기법

Title
브릭을 이용한 GPU기반의 가속화된 광선투사기법
Authors
채수평
Keywords
브릭을이용한gpu기반의가속화된광선투사기법
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
볼륨 렌더링은 볼륨 데이터로부터 유용한 정보를 추출하여 시각화 하는 방법이다. 일반적으로 볼륨 렌더링에서 사용하는 데이터는 크기가 방대하기 때문에 대화식 처리가 가능한 수준의 빠른 렌더링 방법은 중요한 연구과제이다. 최근에 GPU기반의 볼륨 광선 투사법을 가속화하는 기법들이 많이 연구되고 있다. 하지만 이런 기법들은 CPU-GPU간 데이터 전송 시 병목 현상을 야기하고 계층구조를 표현하기 위한 추가적인 GPU 메모리 공간이 필요할 뿐만 아니라 불투명도 전이 함수가 변경되었을 때 실시간에 대응하지 못하는 문제점들이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위해 GPU기반의 효율적인 빈 공간 도약 기법을 제안한다. 브릭(brick)안에 포함되는 복셀들의 최대 밀도 값을 하나의 정점에 저장하고 불투명도 전이 함수에 의하여 투명하다고 판별된 정점들을 기하 쉐이더에서 삭제한다. 이 정점들을 렌더링 시간에 기하 쉐이더의 입력 값으로 사용해 투명하지 않은 영역의 바운딩 박스를 만들어 광선이 효과적으로 진행하도록 한다. 생성된 정점들은 렌더링 중에 시점의 변화에 무관하게 사용할 수 있지만 불투명도 전이 함수가 변경되면 투명하지 않은 정점들을 다시 생성해야 한다. 이는 기하 쉐이더를 통해 GPU안에서 고속으로 생성되기 때문에 대화식 처리가 가능하다. 제안하는 방법은 기존 광선 투사법의 결과와 동일한 영상을 생성하며 렌더링 속도는 기존의 방법에 비해 최대 10배 이상 향상되었다.
Description
제1장 서론 = 1 제2장 관련 연구 = 3 2.1. 볼륨 렌더링 = 3 2.2. 볼륨 광선 투사법 = 4 2.3. 그래픽스 처리장치 (Graphics Processing Unit) = 5 2.3.1. 정점 쉐이더 = 6 2.3.2. 기하 쉐이더 = 6 2.3.3. 픽셀 쉐이더 = 7 2.4. 광선 투사법의 가속화 기법 = 7 제3장 브릭 정점을 이용한 광선 투사법 = 11 3.1. 전처리 단계 = 12 3.2. 렌더링 단계 = 13 3.2.1. 바운딩 박스 생성 = 13 3.2.2. 광선 투사 = 14 제4장 실험 결과 = 16 제5장 결론 = 21 참고 문헌 = 22 [그림 2-1] 볼륨 렌더링의 예 - 광선 투사법 [그림 2-2] 볼륨 광선 투사법의 렌더링 파이프 라인 [그림 2-3] Hong의 시점에 따른 브릭 배열 [그림 2-4] Vincent의 kd-트리를 이용한 빈 공간 제거 기법 [그림 2-5] Mip-map 기반의 히스토 피라미드(histo pyramid) 텍스쳐 [그림 3-1] 본 논문에서 제안하는 방법의 처리 순서도 [그림 3-2] 23 브릭 정점(brick vertex) [그림 3-3] 기하 쉐이더를 이용한 유효 정점 버퍼 생성 [그림 3-4] 기존 방법과 제안하는 방법에서의 광선 진행경로 비교 [그림 4-1] 기존의 방법과 제안한 방법의 광선 시작점 비교. [그림 4-2] 브릭 사이즈별 결과 비교. [표 4-1] 기본적인 광선투사법과 제안한 방법의 속도비교. [표 4-2] OTF변경에 따른 유효한 브릭 정점 재생성 시간(5123 볼륨).
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23570
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College of Engineering(공과대학) > Computer Engineering (컴퓨터공학) > Theses(컴퓨터정보공학 석박사 학위논문)
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